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多摄摄像模组及其工作方法

文献发布时间:2023-06-19 19:30:30


多摄摄像模组及其工作方法

技术领域

本申请涉及摄像模组领域,尤其涉及一种多摄摄像模组及其工作方法,其中,所述多摄摄像模组包括用于采集被摄目标的图像信息的第一摄像模组和用于采集被摄目标的光谱信息的第二摄像模组,从而所述多摄摄像模组能够融合被摄目标的图像信息和光谱信息以获得被摄目标更多的成像细节。

背景技术

在移动终端的人机交互过程中,摄像模组的作用越来越重要。移动终端能够利用摄像模组所采集的被测目标的图像信息,以用于在不同领域实现特殊功能配置,例如,安防领域的人脸识别、农业领域的农产品成熟度检测、农药残留和害虫监测、医疗领域的生理监控和血糖检测、工业自动的自动化视觉识别、焊接和电子元器件等检测、智慧家电领域的智能衣物识别、冰箱食品变质检测、化妆镜肤质管理和卸妆管理、智能驾驶领域的驾驶员管理、疲劳检测和道路行车条件监控等。

为了更为优化地实现功能配置,需提升摄像模组的性能。当然,目前的摄像模组在增大进光量和色彩还原度等方面的优化空间有限,且常规的摄像模组只能采集被测目标的2D信息(包括色彩、形状等),但是2D信息难以实现一些高精度的识别和上述功能配置中的一些功能配置,例如,生物识别等。

为了采集被摄对象更为丰富的成像细节,现有的一个方案为在终端设备中同时配置多个摄像模组以组成多摄摄像模组阵列,例如,长焦模组配合广角模组,彩色成像模组配合黑白成像模组、广角模组配合大光圈模组,以通过融合各个摄像模组所采集的被摄目标的信息来获得具有更高质量的图像。不同摄像模组的配合能够实现不同的成像效果以适配于不同的应用领域要求,这取决于多摄摄像模组的具体应用需求。

在拍摄过程中,外部光线环境多种多样,如白炽灯、自然光、黄昏的晚霞、清晨的朝阳以及夜晚的霓虹灯等,而现有的多摄摄像模组不能很好地采集外部光线环境中的色彩信息,使得多采集的图像出现失真的情况或者出现偏色的情况。

因此,为了获得被摄目标的更多成像细节,尤其是采集外部光线环境中的色彩信息以实现诸如生物识别、图像优化、色彩还原等功能配置,期待一种优化的多摄摄像模组及其图像处理方案。

发明内容

本申请的一优势在于提供了一种多摄摄像模组及其工作方法,其中,所述多摄摄像模组包括用于采集被摄目标的图像信息的第一摄像模组和用于采集被摄目标的光谱信息的第二摄像模组,从而所述多摄摄像模组能够融合被摄目标的图像信息和光谱信息以获得被摄目标更多的成像细节。

本申请的又一优势在于提供了一种多摄摄像模组及其工作方法,其中,所述第二摄像模组在常规摄像模组的结构基础上通过特殊工艺和结构设计集成用于采集特定波长的光线的微动滤光组件,以将常规的摄像模组优化为具有光谱信息采集功能的所述第二摄像模组,也就是,通过特殊工艺和结构设计对常规的摄像模组进行优化以使得优化后的所述第二摄像模组能够采集被摄目标的光谱信息。

通过下面的描述,本申请的其它优势和特征将会变得显而易见,并可以通过权利要求书中特别指出的手段和组合得到实现。

为实现上述至少一优势,本申请提供一种多摄摄像模组,其包括:

支架和被固定于所述支架的第一摄像模组和第二摄像模组,其中,所述第一摄像模组被配置为采集被摄目标的图像信息,所述第二摄像模组被配置为采集该被摄目标的光谱信息;

其中,所述第二摄像模组包括:

感光组件,包括线路板和电连接于所述线路板的感光芯片;

被保持于所述感光组件的感光路径上的光学镜头;以及

被保持于所述感光组件的感光路径上的微动滤光组件,其中,所述微动滤光组件包括安装框架、被安装于所述安装框架内的微动滤光元件和一体成型于所述安装框架内的线路导通结构,其中,所述微动滤光元件通过所述线路导通结构被电连接至所述感光组件的线路板。

在根据本申请的多摄摄像模组中,所述微动滤光元件包括相互平行的第一平面透镜和第二平面透镜,所述第一平面透镜和所述第二平面透镜之间形成光学腔,其中,所述微动滤光元件还包括用于调整所述第一平面透镜和所述第二平面透镜之间的相对位置关系以改变所述光学腔的厚度尺寸的微机电系统。

在根据本申请的多摄摄像模组中,所述微动滤光组件进一步包括电连接于微机电系统的电压调节器,所述电压调节器被配置为调整所述微机电系统的输入电压。

在根据本申请的多摄摄像模组中,所述微动滤光元件在所述电压调节器的作用下适于允许波长范围为700nm-940nm的光线通过。

在根据本申请的多摄摄像模组中,所述多摄摄像模组进一步包括安装于所述线路板的金属屏蔽罩,其中,所述电压调节器被收容于所述金属屏蔽罩内。

在根据本申请的多摄摄像模组中,所述多摄摄像模组进一步包括电连接于所述线路板的补光元件。

在根据本申请的多摄摄像模组中,所述补光元件被设置于所述金属屏蔽罩的上表面。

在根据本申请的多摄摄像模组中,所述线路导通结构通过注塑工艺与所述安装框架一体成型。

在根据本申请的多摄摄像模组中,所述微动滤光组件以被安装于所述光学镜头上的方式被保持于所述感光组件的感光路径上。

在根据本申请的多摄摄像模组中,所述微动滤光组件进一步包括安装于所述安装框架上且包覆所述微动滤光元件的保护罩,所述保护罩具有对应于所述微动滤光元件的开孔。

根据本申请的另一方面,还提供了一种多摄摄像模组的工作方法,其包括步骤:

通过第一摄像模组采集被摄目标的图像信息;

通过第二摄像模组采集该被摄目标的光谱信息;以及

融合所述光谱信息和所述图像信息以获得融合图像。

在根据本申请的多摄摄像模组的工作方法中,通过第二摄像模组采集该被摄目标的光谱信息,包括:驱动所述第二摄像模组的微动滤光组件以允许来自所述被摄目标的成像光线中特定波段的光线透过所述微动滤光组件;以及,控制所述第二摄像模组的感光组件以通过所述感光组件的感光芯片采集该特定波段的光线以获得所述光谱信息。

在根据本申请的多摄摄像模组的工作方法中,驱动所述第二摄像模组的微动滤光组件以允许来自所述被摄目标的成像光线中特定波段的光线透过所述微动滤光组件,包括:调整所述微动滤光组件的电压调节器作用于所述微动滤光组件的微机电系统的输入电压以改变所述微动滤光组件的光学腔的厚度尺寸。

在根据本申请的多摄摄像模组的工作方法中,通过第二摄像模组采集该被摄目标的光谱信息,进一步包括:开启补光灯,所述补光灯朝向该被摄目标且投射具有特定波长的光线至该被摄目标。

在根据本申请的多摄摄像模组的工作方法中,融合所述光谱信息和所述图像信息以生成融合图像,包括:基于所述光谱信息对所述图像信息进行校正或者补偿以生成所述融合图像。

通过对随后的描述和附图的理解,本申请进一步的目的和优势将得以充分体现。

本申请的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述,本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请实施例一起用于解释本申请,并不构成对本申请的限制。在附图中,相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1图示了根据本申请实施例的多摄摄像模组的立体示意图。

图2图示了根据本申请实施例的第二摄像模组的立体示意图。

图3图示了根据本申请实施例的所述第二摄像模组的立体爆炸示意图。

图4图示了根据本申请实施例的所述第二摄像模组的截面示意图。

图5图示了根据本申请实施例的所述第二摄像模组的微动滤光组件的示意图。

图6图示了根据本申请实施例的所述微动滤光组件的半剖示意图。

图7图示了根据本申请实施例的所述微动滤光组件的微动滤光元件的示意图。

图8图示了根据本申请实施例的所述多摄摄像模组的工作方法的流程图。

图9图示了根据本申请实施例的所述多摄摄像模组的工作方法中通过第二摄像模组采集该被摄目标的光谱信息的流程图。

具体实施方式

下面,将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然,所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例,而不是本申请的全部实施例,应理解,本申请不受这里描述的示例实施例的限制。

申请概述

如上所述,为了采集被摄对象更为丰富的成像细节,现有的一个方案为在终端设备中同时配置多个摄像模组以组成多摄摄像模组阵列,例如,长焦模组配合广角模组,彩色成像模组配合黑白成像模组、广角模组配合大光圈模组,以通过融合各个摄像模组所采集的被摄目标的信息来获得具有更高质量的图像。不同摄像模组的配合能够实现不同的成像效果以适配于不同的应用领域要求,这取决于多摄摄像模组的具体应用需求。

在拍摄过程中,外部光线环境多种多样,如白炽灯、自然光、黄昏的晚霞、清晨的朝阳以及夜晚的霓虹灯等,而现有的多摄摄像模组不能很好地采集外部光线环境中的色彩信息,使得多采集的图像出现失真的情况或者出现偏色的情况。

因此,为了获得被摄目标的更多成像细节,尤其是采集外部光线环境中的色彩信息以实现诸如生物识别、图像优化、色彩还原等功能配置,期待一种优化的多摄摄像模组及其图像处理方案。

本领域普通技术人员应知晓,常规摄像模组(例如,长焦模组、广角模组、彩色成像模组等)的成像过程中,被光学镜头所采集的成像光线经滤色片滤除诸如红外光之类的杂散光后被感光芯片接收,从而以通过感光芯片的光电感应将成像光线的光信号转化为电信号,进而对电信号进行处理后便生成了被摄目标的图像。相应地,此图像反应的是被摄目标的形状和色彩信息,其无法反应其他层面的信息,例如,物体的状态、种类等。

本领域普通技术人员应知晓,光谱指的是光的频谱,是光在不同波长下的强度分布,不同物质具有不同的光谱信息,因此,如果能够采集被摄目标的光谱信息,就可以识别出被摄目标的种类,进而也可以通过后续的软件算法等控制程序获得被摄目标的其他信息,例如,如果被摄目标是农产品,则可以通过其光谱信息获知其成熟度或者残留其上的农药残留度等。

因此,本申请发明人尝试将能够采集被摄目标的图像信息的第一摄像模组和能够采集被摄目标的光谱的第二摄像模组组成多摄摄像模组,这样所述多摄摄像模组能够融合被摄目标的图像信息和光谱信息以获得被摄目标更多的成像细节。

相应地,因所述第一摄像模组可采用线程的能够采集图像信息的摄像模组,因此,对于所述多摄摄像模组的结构设计而言,其关键在于所述第二摄像模组的设计。

经研究,本申请发明人发现有两种方式可采集被摄目标的光谱信息:

(1)对感光芯片的结构进行调整,例如,调整感光芯片的色彩过滤阵列(ColorFilter Array),并通过光谱还原算法得到被摄目标的光谱信息。

(2)通过特定的光学组件来调整进入感光芯片的光线,例如,通过电压来调整微动过滤元件(MEMS Filter)以对成像光线中特定波长的光线进行选通。

上述两个技术路线都可以获得被摄目标的光谱信息,但对于模组厂商而言,原理上能够行得通仅仅是说明了理论的可行性,但如何在结构层面和工艺角度设计具有光谱信息采集功能的第二摄像模组是亟需考虑的技术问题。特别地,近年来第二摄像模组逐渐朝向小型化和薄型化的方向发展,也就是,在对第二摄像模组进行结构设计和工艺设计的过程中,要满足第二摄像模组小型化和薄型化的发展趋势。

在经研究和反复权衡后,本申请发明人采用第二种技术路线来获得被摄目标的光谱信息。并且,在结构设计和工艺设计方面,采用在常规摄像模组的基础上进行优化的技术路线,即,在常规摄像模组的结构基础上通过特殊工艺和结构设计集成用于采集特定波长的光线的微动滤光组件,以将常规的摄像模组优化为具有光谱信息采集能力的第二摄像模组,也就是,通过特殊工艺和结构设计对常规的摄像模组进行优化以使得优化后的第二摄像模组能够采集被摄目标的光谱信息。具体地,通过注塑工艺将微动滤光元件、线路导通结构和安装框架集成为具有模块化结构的微动滤光组件,并且,所述微动滤光组件沿用常规摄像模组与终端设备的线路导通方案,通过这样的方式,设计出满足工艺和实际产业需求的能够采集被摄目标的光谱信息的第二摄像模组。

基于此,本申请提出了一种多摄摄像模组,其包括支架和被固定于所述支架的第一摄像模组和第二摄像模组,其中,所述第一摄像模组被配置为采集被摄目标的图像信息,所述第二摄像模组被配置为采集该被摄目标的光谱信息;其中,所述第二摄像模组包括:感光组件,包括线路板和电连接于所述线路板的感光芯片;被保持于所述感光组件的感光路径上的光学镜头;以及,被保持于所述感光组件的感光路径上的微动滤光组件,其中,所述微动滤光组件包括安装框架、被安装于所述安装框架内的微动滤光元件和一体成型于所述安装框架内的线路导通结构,其中,所述微动滤光元件通过所述线路导通结构被电连接至所述感光组件的线路板。

基于此,本申请还提出了一种多摄摄像模组的工作方法,其包括步骤:通过第一摄像模组采集被摄目标的图像信息;通过第二摄像模组采集该被摄目标的光谱信息;以及,融合所述光谱信息和所述图像信息以获得融合图像。

在介绍了本申请的基本原理之后,下面将参考附图来具体介绍本申请的各种非限制性实施例。

示例性多摄摄像模组

如图1至图7所示,根据本申请实施例的多摄摄像模组被阐明,其中,所述多摄摄像模组包括至少两个摄像模组以通过所述至少两个摄像模组采集被摄目标的图像信息和光谱信息,通过这样的方式来获得被摄目标更多的成像细节。

为了便于说明,在本申请实施例中,以所述多摄摄像模组包括两个摄像模组为示例,即,所述多摄摄像模组包括第一摄像模组100和第二摄像模组200,其中,所述第一摄像模组100被配置为采集被摄目标的图像信息,所述第二摄像模组200被配置为采集该被摄目标的光谱信息。并且,如图1所示,所述多摄摄像模组还包括用于将所述第一摄像模组100和所述第二摄像模组200在结构层面进行集成配置的支架300,即,所述支架300将所述第一摄像模组100和所述第二摄像模组200组装在一起且具有预设的相对位置关系。

在如图1所示意的示例中,所述第一摄像模组100和所述第二摄像模组200分别位于所述支架300的不同侧。相应地,在所述多摄摄像模组的工作过程中,所述第一摄像模组100和所述第二摄像模组200可同时工作,其中,所述第一摄像模组100用于采集被摄目标的图像信息,所述第二摄像模组200用于采集被摄目标的光谱信息。进一步地,所述被摄目标的图像信息和所述被摄目标的光谱信息可通过后续的图像处理算法集成地体现在一个图像中使得最终获得的关于被摄目标的图像具有更多的成像细节和更高的成像质量。

应可以理解,在本申请其他示例中,所述多摄摄像模组可包括更多数量的摄像模组,其中,更多数量的摄像模组也可以通过所述支架300的作用进行相互固定以保证各个摄像模组的成像精度,对此,并不为本申请所局限。

进一步地,在本申请实施例中,所述第一摄像模组100被实施为任意能够采集被摄目标的图像信息的常规摄像模组,例如,长焦摄像模组、广角摄像模组等。应常规摄像模组的结构为现有技术,在此不再赘述。

如图2至图7所示,根据本申请实施例的所述第二摄像模组200被阐明,其在常规摄像模组的结构基础上通过特殊工艺和结构设计集成用于采集特定波长的光线的微动滤光组件,以将常规的摄像模组优化为具有光谱信息采集能力的第二摄像模组200,也就是,通过特殊工艺和结构设计对常规的摄像模组进行优化以使得优化后的第二摄像模组200能够采集被摄目标的光谱信息。

如图2至图7所示,所述摄像模组包括感光组件30、被保持于所述感光组件30上的光学镜头10以及被保持于所述感光组件30的感光路径上的微动滤光组件20,其中,所述感光组件30配合所述光学镜头10形成常规摄像模组(即,能够采集被摄目标的图像信息的常规摄像模组),所述微动滤光组件20的作用为通过调整其输入电压使得不同波长的光线被可选择地进入所述感光组件30以使得所述感光组件30能够获得被摄目标的光谱信息。也就是,在本申请的技术方案中,通过所述微动滤光组件20与常规摄像模组的配合形成具有光谱信息采集功能的摄像模组,或者说,在不改变常规摄像模组的结构设计的基础上,对常规摄像模组进行优化以将常规摄像模组优化为具有光谱信息采集功能的摄像模组。

更具体地,如图2至图4所示,所述感光组件30包括线路板31、感光芯片32、电子元件和底座33。所述感光芯片32设置于所述线路板31,并电连接于所述线路板31,其中,所述底座33被设置于所述线路板31上且位于所述感光芯片32的周侧,所述滤光元件35以被安装于所述底座33的方式被被保持于所述感光芯片32的感光路径上,所述感光芯片32包括一感光区和围绕于所述感光区的非感光区。

在本申请的一个示例中,所述感光芯片32被安装于所述线路板31的上表面,并通过打金线的方式电连接于所述线路板31。当然,在本申请其他示例中,所述感光芯片32还能以其他方式被设置于所述线路板31和/或其他方式电连接于所述线路板31,例如,以芯片倒装的方式贴附于所述线路板31的下表面,对此,并不为本申请所局限。应可以理解,在本申请实施例中,所述感光芯片32的感光路径形成所述感光组件30的感光路径。

所述底座33被设置于所述线路板31上以封装位于所述线路板31上的电子元件且用于支撑其他部件。在本申请一个具体的示例中,所述基座被实施为单独成型的塑料支架,其通过黏着剂附着于所述线路板31的表面,并用于支撑其他部件。当然,在本申请其他示例中,所述基座还能以其他方式形成于所述线路板31,例如,所述基座被实施为模塑基座,其通过模塑工艺一体成型于所述线路板31的预设位置,对此,并不为本申请所局限。

更具体地,如图2至图4所示,所述光学镜头10包括镜筒和被安装于所述镜筒内的镜片组,其中,所述镜片组包括至少一光学镜片,且所述至少一光学镜片的数量并不受限。

在本申请一个具体的示例中,所述光学镜头10以直接安置于所述感光组件30的顶面的方式被固定地设置于所述感光组件30的感光路径上。在本申请的另一示例中,所述光学镜头10可通过一镜座被安置于所述感光组件30的顶表面上,其中,所述镜座具有形成于其中间的一通孔,被所述光学镜头10折射的光线能够通过该通孔入射至所述感光组件30。

在本申请的又一示例中,所述光学镜头10可通过一镜头驱动部分被安置于所述感光组件30的顶面上,其中,所述镜头驱动部分具有形成于其中的安置空间,所述光学镜头10被安装于所述镜头驱动部分的安置空间内,并且所述镜头驱动部分能够驱动所述光学镜头10移动,以实现光学对焦和/或光学防抖功能。在该示例中,所述镜头驱动部分可以是音圈镜头驱动部分、压电镜头驱动部分、SMA(形状记忆合金,Shape Memory Alloy)镜头驱动部分等类型的驱动镜头驱动结构。进一步的,在本申请的一示例中,所述镜座或所述镜头驱动部分可以直接容纳所述光学镜头10的多个光学镜片;在本申请的另一示例中,所述镜座或镜头驱动结构可以容纳所述光学镜头10的所述镜筒和设置于所述镜筒中的多个光学镜片。

特别地,在本申请实施例中,所述感光组件和所述光学镜头相配合形成常规的摄像模组,或者说,常规摄像模组的结构及其常规的变形设计方案都可以被应用于本申请的技术方案中,对此,并不为本申请所局限。

进一步地,如图5至图7所示,在本申请实施例中,所述微动滤光组件20包括安装框架21、被安装于所述安装框架21内的微动滤光元件22和一体成型于所述安装框架21内的线路导通结构23,其中,所述微动滤光元件22通过所述线路导通结构23被电连接至所述感光组件30的线路板31。特别地,在本申请一个具体的示例中,通过注塑工艺将所述微动滤光元件22、所述线路导通结构23和所述安装框架21集成为具有模块化结构的所述微动滤光组件20。

相应地,在所述微动滤光组件20中,所述微动滤光元件22的作用为对特定波长的光线进行选通,具体地,所述微动滤光元件22主要是利用法珀干涉(多光束干涉)来允许特定波长的光线透过所述微动滤光元件22并被所述感光芯片所采集。图7图示了根据本申请实施例的所述微动滤光元件22的工作原理的示意图。如图7所示,在本申请实施例中,所述微动滤光元件22包括相互平行的第一平面透镜221和第二平面透镜222,所述第一平面透镜221和所述第二平面透镜222之间形成光学腔220(法珀腔),所述微动滤光元件22还包括用于调整所述第一平面透镜221和所述第二平面透镜222之间的相对位置关系以改变所述光学腔220的厚度尺寸的微机电系统223,以通过所述光学腔220的厚度尺寸的改变来允许特定波长的光线透过。具体地,法珀腔的透射波长可由下式得到λ=2nL/m(n为折射率,L为腔厚,m为干涉级次),通过改变所述光学腔220的厚度尺寸来控制透过法珀腔的波长。

更具体地,在本申请实施例中,所述微动滤光元件22的第一平面透镜221和第二平面透镜222为具有高反射率内表面的两块平面玻璃板,其中,所述光学腔220(即,法珀腔)形成于所述第一平面透镜221的内表面和所述第二平面透镜222的内表面之间,其中,在被输入不同的工作电压的情况下,所述微机电系统223调整所述第一平面透镜221和所述第二平面透镜222之间的相对位置关系以改变所述光学腔220的厚度尺寸,从而允许不同波段的光线透过所述微动滤光元件22。

在本申请一个具体的示例中,所述微机电系统223被配置为驱动所述第一平面透镜221靠近或远离所述第二平面透镜222以改变所述光学腔220的厚度尺寸。也就是,在该具体示例中,所述第二平面透镜222是固定的,所述第一平面透镜221是可动的,在被输入不同电压的前提下,所述微机电系统223利用电场力控制所述第一平面透镜221的移动以改变所述光学腔220的厚度尺寸。

在本申请的另外一个具体示例中,所述微机电系统223被配置为驱动所述第二平面透镜222靠近或远离所述第一平面透镜221以改变所述光学腔220的厚度尺寸。也就是,在该具体示例中,所述第一平面透镜221是固定地,所述第二平面透镜222是可动地,在被输入不同电压的前提下,所述微机电系统223利用电场力控制所述第二平面透镜222的移动以改变所述光学腔220的厚度尺寸。

当然,在本申请其他示例中,所述第一平面透镜221和所述第二平面透镜222都可以是可动的,以可选择移动所述第一平面透镜221,或,移动所述第二平面透镜222,或同时移动所述第一平面透镜221和所述第二平面透镜222来改变所述光学腔220的厚度尺寸。

相应地,通过给所述微机电系统223输入不同的电压就可以对波段进行多次选通,也就是,通过多次曝光后采集的被摄目标的图像并利用后续的算法进行还原就可以获得被摄目标的光谱信息。

进一步地,在结构层面上,如图5和图6所示,在本申请实施例中,所述微动滤光元件22被安装固定于所述安装框架21内,并且,所述安装框架21和所述线路导通结构23通过注塑工艺一体成型。在本申请实施例中,所述线路导通结构23具有第一端231和与所述第一端231相对的第二端232,所述第一端231电连接于所述微机电系统223,所述第二端232电连接于所述感光组件30的线路板31。例如,在一个具体的示例中,所述线路导通结构23的第一端231通过导电银胶与所述微机电系统223的多个供电端实现电连接,所述线路导通结构23的第二端232与所述线路板31的引脚焊接。

特别地,在本申请实施例中,所述线路导通结构23还具有延伸于所述第一端231和所述第二端232之间的线路导通主体,所述线路导通主体在所述安装框架21的侧部内延伸。也就是,在本申请实施例中,所述安装框架21的侧边延伸出所述线路导通结构23的安装部分,以将所述线路导通结构23模塑在内,通过这样的方式,在确保线路稳定连接的同时还能对所述线路导通结构23起到相应地保护作用。

应注意到,在本申请实施例中,具有模块化结构的所述微动滤光组件20位于常规摄像模组的外侧,因此,其对不同类型的常规摄像模组的适配度也相对较高。

在本申请实施例中,所述微动滤光组件20的安装框架21的整体外形与所述光学镜头10的整体外形适配,例如,在如图5和图6所示意的示例中,所述安装框架21具有圆形结构,其中,所述圆形安装结构的侧边设有所述线路导通结构23,所述线路导通结构23自圆形框架的侧边向下延伸以伸出所述第二端232来电连接于所述线路板31,从而为所述微机电系统223提供工作所需的电能。并且,在本申请实施例中,所述微动滤光组件20以被安装于所述光学镜头10上的方式被保持于所述感光组件30的感光路径上。应可以理解,正因为所述安装框架21的整体外形与所述光学镜头10的相适配,因此,在结构上,所述微动滤光组件20可直接安装于所述光学镜头10的顶表面,例如,所述微动滤光组件20通过黏着剂被附着于所述光学镜头10的镜筒的上表面,对此,并不为本申请所局限。更具体地,在本申请实施例中,当所述微动滤光组件20通过黏着剂被附着于所述光学镜头10的顶表面时,所述微动滤光组件20中所述微动滤光元件22所设定的光心与所述光学镜头10所设定的光轴对齐。

为了调整所述微动滤光组件20的微机电系统223的输入电压,如图5至图7所示,在本申请实施例中,所述微动滤光组件20进一步包括电连接于微机电系统223的电压调节器。特别地,在本申请一个具体的示例中,所述电压调节器被安装于所述线路板31且电连接于所述线路板31,这样,所述电压调节器与所述微机电系统223通过所述线路板31实现电连接,从而所述电压调节器能够调整所述微机电系统223的工作电压,从而改变所述微动滤光单元的光学腔220的厚度尺寸以允许不同波段的光线透过所述微动滤光组件20并进入所述感光组件30内。

更具体地,在本申请实施例中,所述微机电系统223的输入电压会根据不同的选通波长,要求输入电压范围为0-60V,并且,所述微动滤光元件22在所述电压调节器的作用下适于允许波长范围为700nm-940nm的光线通过。进一步地,为了避免所述电压调节器对其他电子器件的工作造成电磁干扰,优选地,将所述电压调节器设置于屏蔽罩内。如图6所示,在本申请实施例中,所述摄像模组进一步包括安装于所述线路板31的金属屏蔽罩225,其中,所述电压调节器被收容于所述金属屏蔽罩225内。更明确地,在该具体示例中,所述金属屏蔽罩225被设置于所述线路板31的一个侧边且与所述感光芯片32相邻,这样所述摄像模组具有相对更为紧凑的元件布置方式。

在所述摄像模组的一些应用场景中,可能会存在外界光线不足的情况(例如,在夜晚环境中),为了解决此技术问题,在本申请的一些示例中,如图2至图4所示,所述摄像模组进一步包括电连接于所述线路板31的补光元件226,其中,所述补光元件226可优选地进行工作,如在红外光源充足的情况下,所述补光元件226可以不工作,而在外部的红外光源不充足的情况下,所述补光灯可被开启并工作。

应注意到,在本申请实施例中,所述补光元件226、所述微动滤光组件20、所述感光芯片32、所述电压调节器都电连接于所述线路板31,也就是,在本申请实施例中,所述摄像模组的各个主要元器件同用同一个线路板31结构,也就是说,通过一个电连接于所述线路板31的连接器就可以为所述摄像模组进行供电,从而简化了所述摄像模组的线路布置,节省了模组设计和制造的成本。

特别地,在本申请实施例中,将所述补光元件226设置于所述金属屏蔽罩225的上表面,这样一方面可缩减所述补光元件226和出光孔之间的距离,另一方面可进一步地使得所述摄像模组的内部元件布置更为集成化,有利于减小所述摄像模组的整体尺寸。相应地,在所述补光元件226被设置于所述金属屏蔽罩225的上表面后,可通过延伸于所述补光元件226和所述线路板31之间的电连接结构来导通所述补光元件226。

为了保护所述微动滤光组件20,如图2至图7所示,所述摄像模组进一步包括安装于所述安装框架21上且包覆所述微动滤光元件22的保护罩40,所述保护罩40具有对应于所述微动滤光元件22的开孔。在本申请实施例中,所述保护罩40不仅可以保护所述微动滤光组件20,还具有控制光线入射角的作用。具体地,成像光线的入射角越大,所述保护罩的控制范围就越大,例如,当期待通过所述微动滤光组件20选通850nm的波长的光线时,实际选通出来的波长并非是850nm的窄带,而是一个约850±20nm的波段区域。

相应地,基于本申请实施例的所述第二摄像模组200被阐明,其在常规摄像模组的结构基础上通过特殊工艺和结构设计集成用于采集特定波长的光线的微动滤光组件20,以将常规的摄像模组优化为具有光谱信息采集能力的第二摄像模组200,也就是,通过特殊工艺和结构设计对常规的摄像模组进行优化以使得优化后的第二摄像模组200能够采集被摄目标的光谱信息。

具体地,根据本申请实施例的所述第二摄像模组200,其通过结合微动滤光组件20来选通不同波段的光线在感光芯片32上成像。具体地,所述微动滤光组件20通过微机电系统223改变光线通过的光腔间隙,利用较为简单的结构实现不同波长光的选取。并且,将所述微机电系统223的线路连通到所述线路板31上,这样利用一个所述线路板31实现模组工作过程中的电路供给。并且,在所述线路板31的一侧设置相应的金属屏蔽罩225,其内设置相应的电压调节器以满足所述微机电系统223工作的电压要求。还有,为了进一步提高成像的精度,可设置相应的红外补光元件226(例如,红外补光灯),所述补光元件226设置于所述金属屏蔽罩225的上方,并利用所述线路板31通电,使得其在正常工作的同时,可以实现整体结构的小型化。

相应地,所述第二摄像模组200采集到被摄目标的光谱信息可结合所述第一摄像模组100采集的被摄目标的图像信息来获得更为优化的图像,例如,可基于所述第二摄像模组200所采集的被摄目标的光谱信息对由所述第一摄像模组100所采集的被摄目标的图像信息进行校正或补偿以获得融合图像,其中,所述融合图像能反映被摄目标更多的成像细节,以使得基于所述融合图像可实现特殊的功能配置,例如,生物识别、图像优化、色彩还原等。

综上,基于本申请实施例的多摄摄像模组被阐明,其包括用于采集被摄目标的图像信息的第一摄像模组和用于采集被摄目标的光谱信息的第二摄像模组,从而所述多摄摄像模组能够融合被摄目标的图像信息和光谱信息以获得被摄目标更多的成像细节。特别地,在本申请实施例中,所述第二摄像模组在常规摄像模组的结构基础上通过特殊工艺和结构设计集成用于采集特定波长的光线的微动滤光组件,以将常规的摄像模组优化为具有光谱信息采集功能的所述第二摄像模组,也就是,通过特殊工艺和结构设计对常规的摄像模组进行优化以使得优化后的所述第二摄像模组能够采集被摄目标的光谱信息。

示意性多摄摄像模组的工作方法

根据本申请的另一方面,还提供了一种多摄摄像模组的工作方法。如图8所示,根据本申请实施例的所述多摄摄像模组的工作方法,包括步骤:S110,通过第一摄像模组采集被摄目标的图像信息;S120,通过第二摄像模组采集该被摄目标的光谱信息;以及,S130,融合所述光谱信息和所述图像信息以获得融合图像。

在步骤S110中,通过第一摄像模组采集被摄目标的图像信息。如前所述,在本申请实施例中,所述第一摄像模组为常规摄像模组,例如长焦模组、广角模组等,其通过感光芯片接收经滤色片过滤后的成像光线并通过光电转换后生成所述被摄目标的图像信息。

在步骤S120中,通过第二摄像模组采集该被摄目标的光谱信息。如前所述,在本申请实施例中,所述第二摄像模组为具有采集光谱信息功能的摄像模组,其在常规摄像模组的结构基础上通过特殊工艺和结构设计集成用于采集特定波长的光线的微动滤光组件,以将常规的摄像模组为具有光谱信息采集功能的所述第二摄像模组。

相应地,在本申请实施例中,通过第二摄像模组采集该被摄目标的光谱信息的过程,包括:首先驱动所述第二摄像模组的微动滤光组件以允许来自所述被摄目标的成像光线中特定波段的光线透过所述微动滤光组件。也就是,当所述第二摄像模组工作时,首先驱动所述第二摄像模组的微动滤光组件以使得特定波长的光线穿过所述微动滤光组件。应可以理解,在本申请实施例中,驱动所述第二摄像模组的微动滤光组件以使得特定波长的光线穿过所述微动滤光组件的过程包括:调整所述微动滤光组件的电压调节器作用于所述微动滤光组件的微机电系统的输入电压以改变所述微动滤光组件的光学腔的厚度尺寸,通过这样的方式使得特定波长的光线(与所述光学腔的厚度尺寸相适配的波长)能够穿过所述微动滤光组件。

然后,控制所述第二摄像模组的感光组件以通过所述感光组件的感光芯片采集该特定波段的光线以获得所述光谱信息。具体地,所述第二摄像模组向所述感光芯片发送控制参数以控制所述感光芯片工作,其中,所述工作参数包括感光芯片的开始和结束的工作时间、积分时间、曝光时间以及电信号的放大倍数等,相应地,在接收到所述控制参数后,所述感光芯片可以将接收到的光信号转化为需要的电信号,即,所述光谱信息。

图9图示了根据本申请实施例的所述多摄摄像模组的工作方法中通过第二摄像模组采集该被摄目标的光谱信息的流程图。如图9所述,在本申请实施例中,通过第二摄像模组采集该被摄目标的光谱信息,包括步骤:S210,驱动所述第二摄像模组的微动滤光组件以允许来自所述被摄目标的成像光线中特定波段的光线透过所述微动滤光组件;以及,S220,控制所述第二摄像模组的感光组件以通过所述感光组件的感光芯片采集该特定波段的光线以获得所述光谱信息。

值得一提的是,在所述多摄摄像模组的一些应用场景中,由于外部环境光较弱会影响最终的成像质量,因此,在成像过程中,还需要开启补光元件来进行补光。也就是,在本申请实施例中,通过第二摄像模组采集该被摄目标的光谱信息,进一步包括:开启补光灯,所述补光灯朝向该被摄目标且投射具有特定波长的光线至该被摄目标。

如前所述,根据本申请的所述第二摄像模组包括补光元件,例如红外补光灯,其可用于向被摄目标提供光波。应可以理解,在拍摄光谱图像模式时,所述补光元件所投射的光线的波长范围为从可见光到红外光波长。可选地,根据不同的工作模式以及不同的应用场景,所述补光元件可被实施为包括但不限于与:激光器,LED,具有二维扫描能力的点光源和具有一维扫描能力的片光源等。

在步骤S130中,融合所述光谱信息和所述图像信息以生成融合图像。也就是,在获得被摄目标的图像信息和光谱信息后,可利用预先设定的算法来融合所述图像信息和所述光谱信息。具体地,所述融合算法可被实施为:基于所述光谱信息对所述图像信息进行校正或者补偿以生成所述融合图像。此时得到的所述融合图像,不仅可使得图像的色彩信息更为丰富,还可以利用数据库中预存的物质的光谱信息来进行物质对象识别。

综上,基于本申请实施例的所述多摄摄像模组的工作方法被阐明,其包括步骤:通过第一摄像模组采集被摄目标的图像信息,通过第二摄像模组采集该被摄目标的光谱信息;以及,融合所述光谱信息和所述图像信息以获得融合图像,也就是,在工作过程中,所述多摄摄像模组能够融合被摄目标的图像信息和光谱信息以获得被摄目标更多的成像细节。

本领域的技术人员应理解,上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明,在没有背离所述原理下,本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

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